Лазердиск | |
Оптический носитель информации. Информация записывается и считывается лазером. Laserdisc (слева) и DVD (CD,BD) (справа) | |
Тип носителя | оптический диск |
Формат контента | NTSC, PAL |
Ёмкость | 60 минут на сторону CLV 30 минут на сторону CAV |
Считывающий механизм | лазер, длина волны 780 нм (инфракрасный) |
Разработан | Philips MCA |
Размер | диаметр 30 см |
Применение | хранение аудио, видео и данных |
Год выпуска | 1978 |
Медиафайлы на Викискладе |
Сравнение: CRV Disc и кассета VHS
Работа с оптическими дисками |
|
Типы оптических дисков |
|
Форматы |
|
Технологии защиты |
|
Проигрыватели LD отечественного производства. Устройство для записи Laserdisc фирмы Pioneer Устройство для воспроизведения Laserdisc фирмы Magnavox
LaserDisc
(LD) — первый коммерческий оптический носитель данных, с аналоговой записью изображения и звука (звук — впоследствии цифровой). Предназначался, прежде всего, для домашнего просмотра кинофильмов, однако, несмотря на технологическое превосходство над видеомагнитофонами форматов VHS и Betamax, Laserdisc не имел существенного успеха на мировом рынке: в основном был распространён в США и Японии, в Европе к нему отнеслись прохладно, в СССР (России) лазердиски имели небольшое распространение, в основном за счёт коллекционеров — любителей видео. Технологии, отработанные в этом формате, затем были использованы в и DVD.
История[править | править код]
Технология оптической записи с использованием светопропускающего носителя была разработана[1]Дэвидом Полом Греггом в 1958 году (и запатентована в 1961 и 1990 годах)[2][3].
В 1969 году компания Philips создала видеосистему LaserDisc, работавшую уже в режиме отражённого света и имевшую бо́льшие преимущества перед способом «на просвет». MCA и Philips объединили свои усилия и продемонстрировали первый видеодиск в 1972 году.
В продажу первый лазердиск поступил 15 декабря 1978 года в Атланте — через два года после появления на рынке видеомагнитофонов формата VHS (и за четыре года до , также основанном на технологии LaserDisc). Первым лазердиском, поступившим в продажу в Северной Америке, был выпущенный MCA DiscoVision в 1978 году фильм «Челюсти». Последними — фильмы «Сонная лощина» и «Воскрешая мертвецов» компании Paramount, выпущенные в 2000 году. В Японии было издано ещё не меньше дюжины фильмов вплоть до конца 2001 года. Последним японским фильмом, выпущенным в формате LaserDisc, был «Tokyo Raiders».
В 1987 году был введён гибрид технологий Компакт-диск и Лазердиск — CD Video. На 12-см диске содержалось до 5 минут аналоговой видеоинформации и 20 минут цифрового звука CD-качества.
Компания Philips производила проигрыватели, а MCA Records издавала диски, но их сотрудничество было не очень успешным и закончилось через несколько лет. Несколько учёных, занимавшихся разработкой технологии (Richard Wilkinson, Ray Deakin and John Winslow), организовали фирму Optical Disc Corporation
(в данный момент ODC Nimbus).
В 1998 году проигрыватели LaserDisc были примерно в 2 % американских домов (примерно 2 миллиона)[4]. Для сравнения — в 1999 году в Японии эта цифра составляла 10 %[5].
В массовом секторе LaserDisc полностью уступил место DVD, и производство дисков устаревшего формата и проигрывателей для них было прекращено. Сегодня формат LaserDisc пользуется успехом лишь у любителей, собирающих лазердиски с различными записями — фильмы, музыка, шоу. Многие из энтузиастов утверждают[источник не указан 2350 дней
], что формат LaserDisc способен более натурально, чем цифровое видео, передавать фазы движений, и в подавляющем большинстве случаев видео с LaserDisc смотрится более комфортно, чем цифровое, и для этого есть основание: LaserDisc — аналоговый формат, диски записаны без сжатия информации. Кроме того, до сих пор (2009) есть множество программ (кино, музыка), не вышедших на DVD/BluRay или изданных в качестве, уступающем качеству LaserDisc (например, «Олимпия» Лени Рифеншталь).
Несмотря на то, что в Европе LaserDisc так и не получил распространения, корпорация BBC использовала его в середине 1980-х в образовательном проекте BBC Domesday Project, посвящённом 900-летию английской Книги страшного суда.
В СССР[править | править код]
В СССР и России проигрыватели LD были представлены моделями «Русь-501 ВИДЕО» и «Русь ВП 201» производства Государственного Рязанского приборного производства Ярославского , и «Колибри ВП 101» (1997 год, копия «Philips CDV-496») производства Ижевского механического завода[6].
Диски к отечественным видеопроигрывателям в системах CAV (ПУС) и CLV (ПЛС) выпускались ленинградским НПО «Авангард»[7].
Запись на компакт-диски
Основные статьи: CD-R
и
CD-RW
Существуют и диски, предназначенные для записи в домашних условиях: CD-R (Compact Disc Recordable) для однократной и CD-RW (Compact Disc ReWritable) для многократной записи. В таких дисках используется специальный активный материал, позволяющий производить запись/перезапись информации. Различают диски с органическим (в основном, диски CD-R-типа) и неорганическим (в основном, CD-RW-диски) активным материалом.
При использовании органического активного материала запись осуществляется путём разрушения химических связей материала, что приводит к его потемнению (изменению коэффициента отражения материала). При использовании неорганического активного материала запись осуществляется изменением коэффициента отражения материала в результате его перехода из аморфного агрегатного состояния в кристаллическое, и наоборот. И в том, и в другом случае запись производится модуляцией мощности лазера.
В просторечии такие записываемые диски называются «болванками». Процесс записи называется «прожигом» (от англ. to burn) диска.
Технология HD-BURN[13]
Суть технологии записи высокой плотности заключается в применении двух новых принципов, которые позволяют записывать вдвое больше информации на обычном носителе — диске CD-R.
- Длина пита на диске уменьшается до 0,62 мкм.[уточнить
] Длина пита обычного CD составляет 0,83 мкм.[
уточнить
] Это означает, что HD-BURN увеличивает ёмкость диска в 1,35 раза. Длина пита 0,62 мкм была выбрана для того, чтобы все существующие DVD Video-плееры и приводы DVD-ROM смогли считывать HD-BURN-диски после незначительной модернизации. - Применяется иная система коррекции ошибок: вместо CIRC (Cross Interleaved Reed Solomon Code — перемежающийся код Рида — Соломона) используется RS-PC (RS-PRODUCT Code) с модуляцией 8-16. Это позволило увеличить ёмкость ещё в 1,49 раза. По сообщению Sanyo, система коррекции ошибок RS-PC не только более компактна, но и эффективней, чем CIRC.[источник не указан 2823 дня
]
В итоге ёмкость одного CD, записанного в режиме HD-BURN, в два раза превышает ёмкость компакт-диска, записанного в обычном режиме.
Техническая информация[править | править код]
В отличие от Video CD, DVD и Blu-ray дисков, LaserDisc содержит аналоговое видео в композитном представлении и звуковое сопровождение в аналоговой и/или в цифровой форме. Стандартный лазердиск для домашнего использования имеет диаметр 30 см (11,81 дюйма) и склеен из двух односторонних покрытых пластиком алюминиевых дисков. Информация о сигнале хранится в миллиардах микроскопических углублений (питах), выгравированных в алюминиевом слое под поверхностью. Поверхностный акриловый слой (1,1 мм) защищает их от пыли и отпечатков пальцев. Для чтения данных с диска применяется маломощный лазерный луч, который через зеркально-оптическую систему создает тонкий пучок света (диаметром 1 мкм) на поверхности диска и, отражаясь, попадает на фотодатчик и, далее, передаётся как закодированный аудио-/видеосигнал высокой плотности для последующего воспроизведения[8].
Так как цифровое кодирование (сжатие видео) было в 1978 году либо недоступно, либо нецелесообразно, применялись три метода уплотнения записи на основе изменения скорости вращения диска:
- CAV
(англ. Constant Angular Velocity — постоянная угловая скорость (как при воспроизведении грампластинки)) —
стандартные видеодиски
(англ. Standard Play), поддерживающие такие функции, как стоп-кадр, изменяемое замедленное воспроизведение вперёд и назад[9]. CAV-диски при воспроизведении имеют постоянную скорость вращения (1800 оборотов в минуту для стандарта NTSC (525 строк) и 1500 оборотов в минуту для стандарта PAL (625 строк))[8], и за один оборот считывается один кадр. В этом режиме на одной стороне диска CAV может храниться 54 000 отдельных кадров — 30 минут аудио/видео материала. CAV использовали реже, чем CLV, в основном для специальных изданий художественных фильмов, для бонусных материалов и специальных эффектов. Одним из преимуществ этого метода является возможность переходить на любой кадр непосредственно по его номеру. Произвольный доступ и функция стоп-кадра позволили производителям создавать простейшие интерактивные видеодиски, размещая на диске, помимо видеоматериалов, отдельные статичные изображения[10]. - CLV
(англ. Constant Linear Velocity — постоянная линейная скорость (как при воспроизведении компакт-дисков)) —
долгоиграющие видеодиски
(англ. Extended Play) не имеют специальных возможностей воспроизведения CAV-дисков[9], предлагая только простое воспроизведение на всех проигрывателях Laserdisc, кроме проигрывателей высокого класса, имеющих функцию цифрового стоп-кадра. Эти проигрыватели могут добавлять новые функции, обычно не доступные для CLV дисков, такие как воспроизведение вперёд и назад с переменной скоростью, и паузу, как на магнитофонах. Постепенно замедляя скорость вращения (с 1800 до 600 об/мин)[8], CLV-диски с постоянной линейной скоростью могут хранить 60 минут аудио/видео материала с каждой стороны, или два часа на диске. Фильмы длительностью менее 120 минут могли поместиться на один диск, тем самым снижая стоимость одного фильма и устраняя отвлекающую от просмотра необходимость заменять диск на следующий, по крайней мере для тех, кто обладал двухсторонним проигрывателем. Подавляющее большинство релизов были доступны только в CLV (несколько наименований было выпущено частично CLV, частично CAV. - CAA
(англ. Constant Angular Acceleration — постоянное угловое ускорение). В начале 1980-х годов, из-за проблем с перекрестными помехами на долгоиграющих лазерных CLV-дисках, компанией Pioneer Video было представлено CAA-форматирование долгоиграющих лазерных дисков. Кодирование с постоянным угловым ускорением очень похоже на кодирование с постоянной линейной скоростью, за исключением того, что в CAA происходит мгновенное снижение скорости при угловом смещении на определённый шаг, вместо постепенного замедления в устойчивом темпе, как при чтении CLV-дисков. За исключением 3М/Imation, все производители Laserdisc приняли схему CAA-кодирования, хотя этот термин редко (если вообще) использовался на потребительских упаковках. CAA-кодирование заметно улучшило качество изображения и значительно сократило перекрестные помехи и другие проблемы слежения.
Звук
Первые лазерные диски, представленные в 1978 году, были полностью аналоговыми, звук кодировался с помощью частотной модуляции, но с развитием формата был добавлен цифровой стереозвук в формате аудио компакт-диска (некоторые аппараты имели интерфейс S/PDIF — как оптический, так и коаксиальный — для подключения внешнего ЦАП, а позднее DTS-декодера), а также и в многоканальных форматах — сначала, ещё до цифрового звука Dolby Surround 3/1.0 (мог записываться в аналоговом и цифровом виде и имел обратную совместимость со стереосистемами), а затем и в 3/2.1 форматах Dolby Digital (вытеснявший один аппаратный аналоговый канал и требовавший внешний RF-декодер с многоканальным аналоговым или S/PDIF выходом, который иногда встраивался в дорогие AV-ресиверы той эпохи) и DTS (аналогично формату DTS-CD, эта дорожка вытесняла ИКМ-стерео, а старыми проигрывателями воспринималась как обычная ИКМ-стерео дорожка и отправлялась на S/PDIF выход, если такой был).
В 1985 году компанией Pioneer было представлено цифровое аудио для Laserdisc как дальнейшее улучшение CAA-формата. В 1985 году был введён CAA55 общей длительностью воспроизведения с каждой стороны в 55 минут 5 секунд, для решения проблем с пропускной способностью при включении цифрового аудио была уменьшена ёмкость видеоматериала. Несколько наименований, выпущенных между 1985 и 1987 годами, были с аналоговой звуковой дорожкой только из-за большой длительности фильма и желания сохранить фильм на одном диске (например, «Назад в будущее»).
К 1987 году Pioneer удалось преодолеть технические трудности и стало возможным кодирование в формате CAA60, позволяя увеличить ёмкость диска в общей сложности до 60 минут 5 секунд. Также, выпущено лишь несколько наименований, закодированных в CAA65, ёмкостью 65 минут 5 секунд воспроизведения с каждой стороны. Окончательным вариантом CAA является CAA70, который мог вместить 70 минут воспроизведения с каждой стороны. Для потребительского рынка этот формат не применялся.
Этапы производства компакт-дисков
- Мастеринг — процесс подготовки данных для запуска в серию. (также см.
SPARS-код) - Фотолитография — процесс изготовления штампа диска. На стеклянный диск наносится слой фоторезиста, на который производится запись информации. Фоторезист — полимерный светочувствительный материал, который под действием света изменяет свои физико-химические свойства.
- Запись информации. Запись производится лазерным лучом, мощность которого модулируется записываемой информацией. Для создания пита мощность лазера повышается, что приводит к разрушению химических связей молекул фоторезиста, в результате чего он «задубевает».
- Проявка фоторезиста. Поверхность фоторезиста подвергается травлению (кислотному, щелочному, плазменному), при котором удаляются те области фоторезиста, которые не были экспонированы лазерным лучом.
- Гальванопластика. Проявленный стеклянный мастер-диск помещается в гальваническую ванну, где на его поверхность производится электролитическое осаждение тонкого слоя никеля.
- Штамповка дисков методом литья под давлением с использованием полученного штампа.
- Напыление зеркального металлического (алюминий, золото, серебро и др.) слоя на информационный слой.
- Нанесение защитного лака.
- Нанесение графического изображения — лейбла (от англ. Label).
Сравнение с другими форматами[править | править код]
Ниже приведён список сравнения разрешающей способности различных аналоговых видео- и ТВ-форматов. Сюда включены лишь наиболее распространённые форматы, и некоторые значения указаны приблизительно, так как качество изображения может меняться на различных системах и различных носителях. Данные приведены для систем PAL 625/25 и отсортированы в порядке улучшения качества.
- 240 твл: VHS, Video8
- 280 твл: Umatic, Betamax
- 300 твл: Super Betamax
- 330 твл: аналоговая трансляция (реальное получаемое разрешение сильно зависит от качества передающей и приёмной «сторон»)
- 400 твл: S-VHS
- 420 твл: Hi8
- 440 твл: Соединение типа S-Video
- 440 твл: LaserDisc
- 470 твл: Betacam SP (проф.)
- 500 твл: Enhanced Definition Betamax
Следует понимать, что помимо разрешающей способности, большое влияние на качество изображения оказывает уровень шумов и помех видеотракта. Отношение сигнал/шум видеотракта LD примерно 45 дБ, то есть соответствует S-VHS, в то время как у семейства аппаратуры Beta, например, может достигать 60 дБ. Изображение, чистое от помех, воспринимается более качественным даже при более низком разрешении.
Что такое Blu-ray Disc?
Этот тип оптического диска позволяет хранить и записывать цифровые данные с высокой плотностью. Для воспроизведения информации (даже видео высокой четкости) используется синий лазерный луч в 405 нм, который сужает вдвое спиральную дорожку. Файлы, находящиеся очень близко друг к другу, чувствительны к механическим повреждениям, поэтому за диском должен быть особый уход. Последнее время производятся носители с особым покрытием, которое можно протирать обычной сухой салфеткой.
Существуют диски Blu-ray одноразовой и многоразовой записи, а также многослойные (от 2 до 4 слоев). Вместимость самого «слоистого» носителя достигает 128 Гб. При этом он обладает стандартным 12-сантиметровым диаметром. Двухслойный стандартный диск Blu-ray вмещает до 50 Гб информации. В разработке находится устройство, достигающее емкости в 300-400 Гб, которое могут читать современные дисководы. Для видеокамер используются диски меньшего диаметра (80 мм) с объемом памяти до 15 Гб.
Для защиты от копирования Blu-ray оснащены цифровыми водяными знаками ROM-Mark и технологией Mandatory Managed Copy.
Примечания[править | править код]
- U.S. Patent 3 430 966 Transparent recording disc, 1969.
- U.S. Patent 3 530 258 Video signal transducer, 1970.
- U.S. Patent 4 893 297 Disc-shaped member, 1990.
- New and emerging video technologies: A status report (неопр.)
(October 29, 1998). Дата обращения 5 октября 2007. Архивировано 10 марта 2012 года. - Bittersweet Times for Collectors of Laser Disk Movies (неопр.)
(April 29, 1999). Дата обращения 5 октября 2007. Архивировано 10 марта 2012 года. - Видеотелевизионная техника
- Советские лазерные видеодиски (неопр.)
. red-innovations.su. Дата обращения 19 июня 2020. - ↑ 123
LaserDisc: A vision comes to life
(неопр.)
. Blam Entertainment Group (October 28, 1999). Дата обращения 10 февраля 2011. Архивировано 6 июня 2012 года. - ↑ 12
Техника кино и телевидения, 1985, с. 66. - (англ.)Richard Schwier,Earl R. Misanchu. Interactive multimedia instruction.